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宁天环境超低温(100-180℃)SCR脱硝技术特点及应用

2022-07-04 10:02来源:宁天环境关键词:超低温脱硝催化剂超低温SCR脱硝技术宁天环境收藏点赞

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氮氧化物(NOx)通常由工业生产高温燃烧过程中产生, NO在大气中被氧化成二氧化氮(NO2),是化学烟雾和酸雨形成的主要原因之一;并且还会对动物的中枢神经和呼吸道等器官造成损害,抑制植物生长等危害。据国家统计局发布的数据,2020年全国氮氧化物年排放量超过1019.7万吨。我国是制造业大国,又是一个能源、资源消耗大国,因而采用有效脱硝措施治理生产过程产生的氮氧化物污染,进而保护环境,显得尤为重要和紧迫。

选择性催化还原(SCR)脱硝技术是一项成熟、可靠、高效的脱硝技术,其基本原理在催化剂存在的条件下,在合适的温度范围内,向烟气中加入还原剂(氨、氨水、尿素),还原剂与烟气中的NOx反应,生成无害的氮气和水,从而达到脱硝目的。

在SCR脱硝工艺中,催化剂是系统的核心,催化剂的选型与用量直接影响到脱硝效率。在工程应用中根据不同的工况条件选择使用不同的脱硝催化剂。目前商用脱硝催化剂的反应温度分为高温(280-400℃)、中/中低温(180-280℃)、超低温(100-180℃)催化剂。选择合适的脱硝催化剂是SCR系统运行稳定、综合能耗低的关键。

江苏宁天环境科技有限公司(简称宁天环境)致力于大气污染物综合治理,主要服务范围包括:超低温脱硝催化剂(无钒)开发、制备,高性能脱硫剂、VOCs催化剂开发、制备,大气污染物治理工艺开发与工程实施等。

宁天环境与南京大学、天津大学、石河子大学等多所知名科研院所建立紧密的产学研合作,拥有近百名硕、博研究生从事基础、中试研究,获得多项发明专利和专有技术,并拥有多项国家级和省部级科研成果奖。其中具有典型性的是开发出高性能稀土基超低温脱硝催化剂(100~180℃)。宁天环境的超低温稀土基催化剂是国内唯一在工业领域实施和验证的成熟产品。2020年,中国工程院院士曾在科技成果评价会中鉴定超低温SCR脱硝技术达到国际领先,填补国内空白。

宁天环境开发的超低温SCR脱硝技术应用在烟气处理系统末端的低温低尘段,即工艺路线为:除尘-脱硫-脱硝或脱硫-除尘-脱硝。该超低温SCR脱硝技术具有如下特点:

a)低温性能良好。烟温100-180℃时达到95%以上脱硝效率,同时具有较宽的温度区间,催化剂性能稳定可靠;

b)脱硝反应器布置位置灵活。应用于除尘、脱硫工序后,不对原有系统造成干扰,改造方便;另烟气成分较为干净,不易造成孔道堵塞及活性组分中毒等一系列问题,从而降低脱硝运行成本;

c)催化剂无毒、环保。其组分中不含钒和重金属,其运输、使用和回收等过程均无特别要求,按照普通固体化学品管理即可;

d)催化剂具有高空速、高强度等特点。同等工况条件下,使用量少于中低、中高温催化剂;

e)工程建设和运行成本低。超低温SCR脱硝技术使用温度低,配套规模少,工程建设和运行成本低于现有其他商业SCR脱硝技术。

宁天环境开发的超低温SCR脱硝技术既可降低催化剂的中毒和机械磨损,同时也提高了企业加装脱硝装置的经济性,在非电行业领域有巨大的应用前景。目前宁天环境超低温SCR脱硝技术在国内水泥、化工、玻璃、有色冶炼、工业锅炉等行业进行了10余套工业测试及示范工程,产品获得客户好评,技术受到市场认可。

安徽某公司,是一家专业从事生产玻璃产品,该企业使用电炉进行钢化玻璃的生产,烟气经除尘后的温度较低,约60℃,且应用现场空间有限,烟气具体条件如下表1:

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结合烟气特点,该企业首次采用超低温SCR脱硝技术,即玻璃熔窑烟气经除尘后进入加热系统补热,补热能源为天然气。经加热的烟气与脱硝反应还原剂(20%工业氨水)混合后共同进入SCR反应器,SCR反应器的脱硝反应温度为120-130℃,NOx在超低温SCR脱硝催化剂的作用下与NH3反应生成N2和H2O,达到脱硝效果。随后合格烟气通过风机送入烟囱排放。

该企业于2021年3月进行启动调试后,达标排放,稳定运行至今;烟气温度保持在120-130℃,SCR反应器出口始终保持低于50 mg/Nm3(图2),远低于玻璃窑炉排放标准指标,实现烟气超低排放要求。

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浙江某公司,是一家专业生产活性染料的化工企业,其生产车间使用含氮元素的基础原料用于染料中间体的合成,此类工业生产过程中产生的NOx废气排放具有气量产生不稳定,浓度波动较大等特点。

该公司,综合考虑环保治理技术的成熟度、运行经济性等因素后,确定采用超低温SCR脱硝技术。烟气原始温度为20-30℃,采用换热+电加热+超低温SCR脱硝工艺路线,脱硝入口NOx的峰值为2000 mg/Nm3,出口NOx<200 mg/Nm3,催化剂的脱硝效率大于90%。该装置自2019年5月进行调试顺利后,一直稳定运行,效果良好,烟气达标排放(图2)。

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宁天环境以“做世界领先的大气综合治理企业”为使命,秉承“创新进取、专业高效、诚实守信、和谐发展”的企业精神,助力国家“双碳战略”和“蓝天计划”的顺利实施。我们将继续深耕超低温SCR脱硝技术的研发、生产和推广,为非电领域广大工业匹配更成熟、更专业、更完善的产品技术。同时致力以更高效、更经济、更节能的环保技术解决方案,为国家实现清洁、可持续发展提供环境保障。

在迎来中华民族伟大复兴的全新时代,我们愿与社会各界朋友一起,共同为人类家园的美好蓝天携手奋斗!

宁天环境咨询电话:025-86700860

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